FR2711681A1 - Heat- and flame-resistant, leakproof, flexible sheet and process for obtaining it - Google Patents

Heat- and flame-resistant, leakproof, flexible sheet and process for obtaining it Download PDF

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Abstract

Heat- and flame-resistant, leakproof, flexible sheet which is in the form of a composite consisting of a textile support coated on both its faces with a coating layer, characterised in that: - the textile reinforcement consists of a knitted or equivalent structure; - the surface coating consists of a composition of polypropylene (PP) and of ethylene propylene diene (EPDM) terpolymer, which is flame-retarded; - the association of the said support with its coating is produced by calendering.

Description

FEUILLE SOUPLE. ETANCHE, RESISTANT A LA CHALEUR ET A LA
FLAMME. ET PROCEDE POUR SON OBTENTION.
SOFT SHEET. WATERPROOF, RESISTANT TO HEAT AND
FLAME. AND METHOD FOR OBTAINING SAME.

La présente invention concerne un nouveau type de matériau se présentant sous la forme d'une feuille souple, étanche, résistant à la chaleur et à la flamme, et qui est particulièrement adapté pour réaliser des gaines souples, conduits, tuyaux permettant de véhiculer des gaz à température élevée, et qui présente également une très bonne résistance au feu pouvant atteindre le dassement M1 selon la classification AFNOR ;elle concerne également un procédé permettant l'obtention d'une telle feuille souple. The present invention relates to a new type of material in the form of a flexible sheet, waterproof, resistant to heat and flame, and which is particularly suitable for producing flexible sheaths, conduits, pipes for conveying gases at high temperature, and which also has very good fire resistance which can reach the M1 overflow according to the AFNOR classification; it also relates to a process making it possible to obtain such a flexible sheet.

Il a été proposé depuis fort longtemps de réaliser des feuilles souples, étanches, par enduction d'un support textile (tissu, tricot), la composition d'enduction la plus répandue étant à base de PVC. Lorsque l'on souhaite réaliser des feuilles souples, étanches, le support textile est en général enduit sur ses deux faces. It has been proposed for a long time to produce flexible, waterproof sheets, by coating a textile support (fabric, knitting), the most widespread coating composition being based on PVC. When it is desired to produce flexible, waterproof sheets, the textile support is generally coated on its two faces.

De très nombreuses propositions ont été faites pour conférer à de tels produits les caractéristiques de résistance au feu, caractéristiques fonction des applications et définies par différentes normes officielles, telles que les normes NFP 92-501 à 92-507 et D.I.N. 4102. Numerous proposals have been made to give such products the characteristics of fire resistance, characteristics depending on the applications and defined by various official standards, such as standards NFP 92-501 to 92-507 and D.I.N. 4102.

Pour répondre aux exigences de ces normes, il a été proposé depuis fort longtemps de réaliser des compositions de PVC ignifugé avec un polymère à fort pourcentage de charges, tel que du trioxyde d'antimoine. To meet the requirements of these standards, it has been proposed for a long time to produce flame-retardant PVC compositions with a polymer with a high percentage of fillers, such as antimony trioxide.

En procédant d'une telle manière, il est possible d'obtenir un classement
M1. Par contre, la tenue en température dans le temps est limitée, les caractéristiques mécaniques et la souplesse des produits à réaliser, se dégradant rapidement lorsqu'ils sont soumis pendant une longue durée à une température supérieure à 80"C.
By proceeding in this way, it is possible to obtain a classification
M1. On the other hand, the temperature resistance over time is limited, the mechanical characteristics and the flexibility of the products to be produced, degrading rapidly when they are subjected for a long time to a temperature above 80 "C.

Par ailleurs, pour résoudre ce problème de la résistance au feu et à la température, il a été envisagé également depuis fort longtemps de remplacer le PVC par d'autres polymères présentant de telles caractéristiques, par exemple des caoutchoucs naturels ou synthétiques tels que le polyéthylène chlorosulfoné ou le polychloroprène. De tels produits ont cependant comme inconvénient de ne pas pouvoir être soudés thermiquement et il est donc délicat de les conformer sous forme de conduites, tuyaux, gaines. Furthermore, to solve this problem of resistance to fire and temperature, it has also been envisaged for a very long time to replace PVC with other polymers having such characteristics, for example natural or synthetic rubbers such as polyethylene chlorosulfonated or polychloroprene. However, such products have the disadvantage of not being able to be heat welded and it is therefore difficult to conform them in the form of pipes, hoses, sheaths.

A ce jour, aucune proposition satisfaisante n'a été faite pour réaliser des feuilles souples, étanches, facilement conformables en conduites, gaines.., qui aient non seulement une bonne résistance au feu (classement pouvant atteindre M1), mais également une très bonne résistance à haute température (pouvant atteindre 1300C) pendant une longue durée (circulation continue d'un gaz porté à une telle température, la nature du gaz devant, bien entendu, être compatible avec la matière, matériau), et qui, par ailleurs, conservent sa caractéristique de souplesse ainsi que de très bonnes propriétés mécaniques, et qui puissent également être soudées thermiquement. To date, no satisfactory proposal has been made to produce flexible, waterproof sheets, easily conformable into pipes, sheaths, etc., which not only have good fire resistance (classification up to M1), but also very good. resistance to high temperature (up to 1300C) for a long time (continuous circulation of a gas brought to such a temperature, the nature of the gas having, of course, to be compatible with the material, material), and which, moreover, retain its flexibility characteristic as well as very good mechanical properties, which can also be thermally welded.

L'invention permet de résoudre l'ensemble de ces problèmes.  The invention makes it possible to solve all of these problems.

D'une manière générale, le matériau selon l'invention se présente sous la forme d'un complexe constitué par un support textile revêtu sur ses deux faces d'une couche d'enduction permettant de le rendre étanche tout en lui conférant une bonne résistance à la chaleur et à la flamme, ledit complexe étant caractérisé en ce que:
- le renfort textile est constitué par une structure tricotée ou équivalente;
- l'enduit de surface est constitué par une composition de polypropylène (PP) et de terpolymère d'éthylène propylène diène ignifuge
EPDM;
- l'association dudit support avec son revêtement d'enduction étant réalisée par calandrage.
In general, the material according to the invention is in the form of a complex consisting of a textile support coated on both sides with a coating layer allowing it to be waterproof while giving it good resistance heat and flame, said complex being characterized in that:
- the textile reinforcement consists of a knitted or equivalent structure;
- the surface coating consists of a composition of polypropylene (PP) and of terpolymer of ethylene propylene diene flame retardant
EPDM;
- The association of said support with its coating being carried out by calendering.

Certes les compositions de type PP/EPDM telles que celle commercialisée sous la marque SANTOPRENE par la Société
MONSANTO, sont bien connues pour permettre de réaliser des objets moulés, extrudés.. présentant une très bonne résistance au feu.
Certainly PP / EPDM type compositions such as that sold under the brand SANTOPRENE by the Company
MONSANTO, are well known for making molded, extruded objects .. having very good fire resistance.

Cependant, il n'était pas évident d'utiliser un tel élastomère thermoplastique pour réaliser avec une telle composition une couche d'enduction sur les deux faces d'un support textile, car il est bien connu que l'adhérence de ce type de polymère avec les textiles est réduite. Or, ce problème se trouve résolu, conformément à l'invention, d'une part par le choix d'un support textile bien précis, à savoir un support qui n'est ni bloqué ni trop ouvert, de manière à ce que la composition d'enduction puisse pénétrer à coeur dudit support, une telle opération d'enduction étant également réalisée d'une manière bien précise en déposant le revêtement d'enduction à l'état fondu sous forme d'un film que l'on vient presser contre la surface du support. However, it was not obvious to use such a thermoplastic elastomer to produce with such a composition a coating layer on both sides of a textile support, since it is well known that the adhesion of this type of polymer with textiles is reduced. However, this problem is solved, in accordance with the invention, on the one hand by the choice of a very precise textile support, namely a support which is neither blocked nor too open, so that the composition coating can penetrate the core of said support, such a coating operation also being carried out in a very precise manner by depositing the coating coating in the molten state in the form of a film which is pressed against the surface of the support.

Avantageusement, et en pratique, conformément à l'invention
- la composition thermoplastique ignifugée (PP/EPDM) comporte des charges additionnelles diverses utilisées de façon courante pour l'ignifugation des polymères
- l'opération d'enduction est réalisée en extrudant la matière thermoplastique sous forme de film et en l'associant avec le renfort textile, immédiatement en aval de la tête d'extrusion du film, alors que ce dernier est encore à température élevée ; cette association est obtenue au moyen d'une calandre comportant un rouleau lisse en acier ayant reçu un traitement de surface (traitement de polytétrafluoréthylène) et un contre-rouleau caoutchouté, le renfort textile étant en contact avec la surface caoutchoutée et le film avec le rouleau lisse, la pression entre ces deux éléments étant telle qu'elle permet la pénétration du film à l'intérieur de la structure dudit renfort textile
- après réalisation d'une première couche d'enduit sur une face du support textile, une seconde couche est rapportée sur l'autre face d'une manière similaire en ayant cependant soin de préchauffer la première surface enduite sans cependant la ramollir;
- le renfort textile est de préférence constitué par une structure tricotée avantageusement de type jersey, et de préférence en fil polyester; il pourrait également être envisagé d'utiliser d'autres types de tricot, par exemple des tricots à base d'un mélange de fibres polyester et viscose enfin, des structures équivalentes à de tels tricots pourraient également être envisagés, par exemple des tissus, mais dans un tel cas, les fils de chaine et de trame ne doivent ni être bloqués, ni laisser subsister des jours importants comme dans le cas d'une grille textile, de manière à avoir une perméabilité équivalente à un tricot.
Advantageously, and in practice, in accordance with the invention
- the flame retardant thermoplastic composition (PP / EPDM) comprises various additional fillers commonly used for the flame retardancy of polymers
- The coating operation is carried out by extruding the thermoplastic material in the form of a film and associating it with the textile reinforcement, immediately downstream of the film extrusion head, while the latter is still at high temperature; this association is obtained by means of a calender comprising a smooth steel roller having received a surface treatment (polytetrafluoroethylene treatment) and a rubberized counter-roller, the textile reinforcement being in contact with the rubberized surface and the film with the roller smooth, the pressure between these two elements being such that it allows the penetration of the film inside the structure of said textile reinforcement
- After completion of a first layer of plaster on one side of the textile support, a second layer is attached to the other side in a similar manner, however taking care to preheat the first coated surface without, however, softening it;
the textile reinforcement preferably consists of a knitted structure, advantageously of the jersey type, and preferably of polyester yarn; it could also be envisaged to use other types of knitting, for example knits based on a mixture of polyester and viscose fibers finally, structures equivalent to such knits could also be envisaged, for example fabrics, but in such a case, the warp and weft threads must neither be blocked nor leave significant days remaining, as in the case of a textile grid, so as to have permeability equivalent to a knitted fabric.

La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront cependant mieux de l'exemple de réalisation qui suit donné à titre indicatif, et non limitatif.  The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom, will emerge more clearly from the example of embodiment which follows, given by way of indication and not limitation.

Pour réaliser un produit conforme à l'invention, on extrude, sous forme de film, une composition de PP/EPDM ignifugé, tel que le produit commercialisé par la Société MONSANTO, sous la marque "SANTOPRENE". Parmi les différentes références proposées par cette
Société, la référence "grade : 253-36" est particulièrement appropriée lorsque l'on souhaite obtenir un classement pouvant atteindre Ml. Bien entendu, d'autres références pourraient éventuellement être utilisées en fonction des applications du produit à réaliser et du classement au feu qu'il doit remplir. De préférence, une telle composition est colorée, en noir par exemple, par adjonction de noir de carbone. Bien entendu, tout autre type de coloration pourrait être envisagé.
To produce a product in accordance with the invention, a flame retardant PP / EPDM composition, such as the product sold by the company MONSANTO, under the brand name "SANTOPRENE" is extruded in the form of a film. Among the different references offered by this
Company, the reference "grade: 253-36" is particularly appropriate when one wishes to obtain a classification of up to Ml. Of course, other references could possibly be used depending on the applications of the product to be produced and the fire classification it must fulfill. Preferably, such a composition is colored, for example black, by adding carbon black. Of course, any other type of coloring could be envisaged.

Immédiatement à la sortie de l'extrudeuse et le plus près possible de celle-ci, est disposée une calandre comportant un cylindre en métal lisse ayant reçu un traitement de surface (revêtement en polytétrafluoroéthylène) et un contre-cylindre recouvert d'un revêtement en caoutchouc. Immediately at the outlet of the extruder and as close as possible thereto, is arranged a calender comprising a smooth metal cylinder having received a surface treatment (polytetrafluoroethylene coating) and a counter-cylinder covered with a coating of rubber.

La vitesse de la calandre est réglée de manière à produire un étirage du film entre la sortie de l'extrudeuse et la ligne de pincement dudit film entre les cylindres. The speed of the calender is adjusted so as to produce a stretching of the film between the outlet of the extruder and the pinch line of said film between the rolls.

Le renfort textile constitué par un tricot jersey en polyester, est amené à l'intérieur de la calandre en prenant soin de faire passer ledit support à la surface du contre-rouleau revêtu de caoutchouc. The textile reinforcement, consisting of a polyester jersey knit, is brought inside the grille, taking care to pass the said support over the surface of the rubber-coated counter-roller.

Sous l'action de la pression exercée entre les deux rouleaux de la calandre, le film encore chaud est forcé à l'intérieur des mailles du tricot tout en présentant une surface externe parfaitement lisse et homogène.  Under the action of the pressure exerted between the two rollers of the calender, the still hot film is forced inside the stitches of the knitted fabric while presenting a perfectly smooth and homogeneous external surface.

Après avoir ainsi réalisé l'enduction de l'une des faces du tricot, on réalise, de manière similaire, l'enduction de la seconde face, la seule différence résidant dans le fait que l'on préchauffe la première surface enduite sans cependant la ramollir. After having thus carried out the coating of one of the faces of the knitted fabric, the coating of the second face is carried out in a similar manner, the only difference residing in the fact that the first coated surface is preheated without, however, the soften.

En procédant d'une telle manière, on obtient une feuille souple, étanche, parfaitement conformable en conduites, gaines par simple soudure thermique d'une structure plane ainsi réalisée. By proceeding in this way, a flexible, waterproof sheet is obtained, perfectly conformable into conduits, sheaths by simple thermal welding of a flat structure thus produced.

A titre indicatif, il a été possible de réaliser une feuille souple étanche conforme à l'invention en utilisant comme renfort textile un tricot jersey en polyester pesant 110 g/m2 enduit sur chacune de ses faces d'une composition PP/EPDM ignifugé (SANTOPRENE grade 253-36) à raison de 220g/m2 qui, non seulement, présente une très bonne résistance au feu pouvant atteindre le classement M1, et qui, par ailleurs, présente une excellente résistance au délaminage ainsi que de bonnes caractéristiques mécaniques. A titre indicatif, le complexe précité a une épaisseur de seulement 0,4 mm, ce qui s'explique par le fait que la matière d'enduction pénètre à coeur du tricot constituant le renfort textile. As an indication, it was possible to produce a waterproof flexible sheet in accordance with the invention using as textile reinforcement a polyester jersey knit weighing 110 g / m2 coated on each of its faces with a flame retardant PP / EPDM composition (SANTOPRENE grade 253-36) at a rate of 220 g / m2 which not only has very good fire resistance up to the M1 classification and which also has excellent resistance to delamination and good mechanical properties. As an indication, the aforementioned complex has a thickness of only 0.4 mm, which is explained by the fact that the coating material penetrates to the core of the knitted fabric constituting the textile reinforcement.

Un tel produit peut être utilisé dans de nombreuses applications, et notamment pour réaliser des conduits, gaines flexibles à l'intérieur desquels circulent des gaz à température élevée (jusqu'à 1300C). Such a product can be used in many applications, and in particular to produce conduits, flexible sheaths inside which gases circulate at high temperature (up to 1300C).

Selon le procédé selon l'invention, il est possible d'obtenir des couches d'enduction de faible grammage pouvant être inférieures à 200 g/m2.  According to the method according to the invention, it is possible to obtain coating layers of low grammage which may be less than 200 g / m2.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1/ Feuille souple, étanche, résistant à la chaleur et à la flamme, se présentant sous la forme d'un complexe constitué par un support textile revêtu sur ses deux faces d'une couche d'enduction, caractérisé en ce que: 1 / Flexible, waterproof sheet, resistant to heat and flame, in the form of a complex constituted by a textile support coated on both sides with a coating layer, characterized in that: - le renfort textile est constitué par une structure tricotée ou équivalente; - the textile reinforcement consists of a knitted or equivalent structure; - l'enduit de surface est constitué par une composition de polypropylène (PP) et de terpolymère d'éthylène propylène diène ignifugée (EPDM); - The surface coating consists of a composition of polypropylene (PP) and of terpolymer of ethylene propylene flame retardant diene (EPDM); - l'association dudit support avec son revêtement d'enduction est réalisée par calandrage. - The association of said support with its coating is carried out by calendering. 2/ Feuille souple selon la revendication 1, caractérisée en ce que le renfort textile est un tricot jersey en fil polyester. 2 / flexible sheet according to claim 1, characterized in that the textile reinforcement is a jersey knit in polyester thread. 3/ Feuille souple selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'enduit de surface est coloré. 3 / flexible sheet according to one of claims 1 and 2, characterized in that the surface coating is colored. 4/ Feuille selon la revendication 3, caractérisée en ce que la coloration est obtenue au moyen de noir de carbone. 4 / sheet according to claim 3, characterized in that the coloring is obtained by means of carbon black. 5/ Procédé de réalisation d'une feuille selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'opération d'enduction du support textile est réalisée en extrudant la matière thermoplastique sous forme de film et en l'associant avec ledit renfort textile immédiatement en aval de la tête d'extrusion dudit film, alors que ce dernier est encore à une température élevée, cette association étant obtenue au moyen d'une calandre comportant un rouleau lisse, en acier, ayant reçu un traitement de surface et un contre-rouleau caoutchouté, le renfort textile étant en contact avec la surface du rouleau caoutchouté et le film avec celle du rouleau en acier, la pression entre ces deux éléments étant telle qu'elle permet la pénétration du film à l'intérieur de la structure dudit renfort textile et, qu'après réalisation de cette première couche d'enduction, une seconde couche est rapportée sur l'autre face d'une manière similaire en ayant cependant soin de préchauffer la première surface enduite sans cependant la ramollir.  5 / A method of producing a sheet according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coating operation of the textile support is carried out by extruding the thermoplastic material in the form of film and by associating it with said textile reinforcement immediately downstream of the extrusion head of said film, while the latter is still at a high temperature, this association being obtained by means of a calender comprising a smooth roller, made of steel, having received a surface treatment and a rubberized counter-roller, the textile reinforcement being in contact with the surface of the rubberized roller and the film with that of the steel roller, the pressure between these two elements being such that it allows the film to penetrate inside the structure of said textile reinforcement and, after completion of this first coating layer, a second layer is applied to the other side in a similar manner, however taking care to preheat fill the first coated surface without softening it.
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